EPS板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)的保溫性能與裂縫分析

張洲穎 江昔平

安徽理工大學(xué)/土木建筑學(xué)院 安徽 淮南 232001

引言

隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，建筑能耗也在不斷增加。建筑節(jié)能已成為人類發(fā)展必須考慮的重要因素，EPS板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)是墻體保溫中較為成熟的一種體系，該體系可以使墻體熱橋現(xiàn)象基本消除，更有效地進(jìn)行節(jié)能，該體系適用廣泛，即適用于新建的建筑物，也適用于舊建筑物的改造（具體構(gòu)造如圖1）。該系統(tǒng)由保溫層、黏結(jié)層、防護(hù)層、飾面層組成，當(dāng)建筑物的高度較大時(shí)，局部受負(fù)風(fēng)壓作用較大的部位宜采用錨栓輔助固定[1]。

圖1 EPS板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)構(gòu)造

1 EPS板的保溫性能分析

EPS板的原材料是具有不同表觀密度的、閉孔結(jié)構(gòu)的硬質(zhì)泡沫塑料。保溫性能優(yōu)越，保溫隔熱性、抗風(fēng)壓、防水性、抗沖擊性也十分優(yōu)秀，EPS板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：

EPS板密度較小，為18～22kg/m3，尺寸穩(wěn)定性好。密度相對較小，可有效減少承重墻厚度，減少地基負(fù)荷，優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。當(dāng)建筑物受到外力作用時(shí)，如熱脹冷縮、機(jī)械力等，其變形較小，能夠有效減少面層的開裂，很大程度上避免因墻體開裂滲水，使墻體保溫性能變差的情況。

EPS板吸水性差，透氣性好，黏結(jié)性強(qiáng)，柔韌性好。EPS板的組成原料是微細(xì)閉孔結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)吸水性差，孔隙率相對較大，在保持一定透氣性的條件下，也能防止雨水滲入。在黏結(jié)EPS板過程中，砂漿中的水分浸濕EPS板，與砂漿形成機(jī)械互鎖時(shí)，黏結(jié)力大大提高[2]。

EPS板導(dǎo)熱系數(shù)小，熱穩(wěn)定性好。導(dǎo)熱系數(shù)對比于巖棉板、膨脹珍珠巖等材料較小，保溫性能更優(yōu)。因此，當(dāng)外部溫度急劇變化時(shí)，該體系對室內(nèi)外的熱傳導(dǎo)起到了一定的緩沖作用，能夠有效加強(qiáng)建筑物外墻的抗裂性能。由于在制造過程中會(huì)加入阻燃劑，一旦發(fā)生火災(zāi)，火焰在EPS板上不會(huì)明顯擴(kuò)散，會(huì)在幾秒內(nèi)自行熄滅，其燃燒性能能夠滿足防火規(guī)范的相關(guān)規(guī)定，是優(yōu)良的防火材料[3]。

EPS板易于加工，施工方便，適用范圍廣。EPS板和玻纖網(wǎng)格布可任意裁切成型，并能實(shí)現(xiàn)量體裁衣就地縫合，可以制成各種形狀。施工技術(shù)含量低，易于掌握粘貼技術(shù)。適用與冬季保溫和夏季隔熱地區(qū)，也適用于建筑物中承重和非承重外墻。

2 EPS板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)開裂分析

2.1 設(shè)計(jì)存在的不足

2.1.1 由于粘貼EPS保溫板時(shí)存在排氣孔，大量的排氣孔使該保溫體系有整體貫通的空腔，風(fēng)荷載作用下墻體被進(jìn)行擠壓或拉伸，易使墻體產(chǎn)生裂縫，嚴(yán)重時(shí)保溫板甚至?xí)幌频簟PS保溫板粘貼施工時(shí)常用的方法主要有：點(diǎn)框法、條粘法和滿粘法。標(biāo)準(zhǔn)板尺寸為600mm×1200mm，具體黏結(jié)方式如圖2所示。外墻保溫系統(tǒng)穩(wěn)定性的提高，主要依靠其整體性，黏結(jié)方式要盡量采用無空腔或小空腔，減輕風(fēng)荷載對該體系的影響。避免粘貼時(shí)留有的排氣孔與板縫，形成整體貫通的空腔，在風(fēng)荷載作用下，產(chǎn)生向外的推力使保溫板被頂起或掀開。

圖2 黏結(jié)方式

2.1.2 重視外墻保溫系統(tǒng)各相關(guān)層協(xié)同作用，使其具有一定的相容性、協(xié)同性，形成一個(gè)復(fù)合整體[4]。由于不同層間的彈性模量、線膨脹系數(shù)不相同，因此，溫度應(yīng)力作用下的變形量也不相同，為了避免不同層之間產(chǎn)生裂縫，所以需要確保相鄰層的結(jié)構(gòu)性能、彈性模量的變化是逐步形成梯度的，同時(shí)為了釋放變形應(yīng)力，抗裂砂漿需要具備一定的柔韌性。

2.1.3 注重外墻保溫系統(tǒng)的局部節(jié)點(diǎn)處，在實(shí)際生活中，外墻勒腳的保溫層未加保護(hù)，容易被雨水沖刷侵蝕，散水交接部位需要進(jìn)行密封處理，以免影響整個(gè)外墻保溫系統(tǒng)的耐久性[5]。女兒墻也需要全方面做好保溫工作，特別是在女兒墻內(nèi)側(cè)，與房屋頂部相連的地方，熱橋通路特別容易形成，出現(xiàn)墻面返霜結(jié)露現(xiàn)象。保溫系統(tǒng)與其他部分相接處，在溫度應(yīng)力作用下各部位的變形也會(huì)不同，尤其是在外窗角等應(yīng)力集中部位，很容易出現(xiàn)裂縫。

2.2 材料因素造成開裂

外墻保溫系統(tǒng)抗裂性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是通過材料性能來提供保障的，既要考慮各層材料的柔韌性，也要考慮材料之間的相容性和匹配性[6]。該保溫系統(tǒng)采用阻燃型膨脹聚苯板，自重輕，保溫性好。

2.2.1 由EPS保溫層造成的開裂：①聚苯板自重輕，抗沖擊性差，致使保溫系統(tǒng)易開裂。②陳化時(shí)間不夠。如果新生產(chǎn)的聚苯板沒有足夠的收縮時(shí)間，就會(huì)導(dǎo)致已粘貼的聚苯板繼續(xù)收縮，從而使保溫系統(tǒng)嚴(yán)重變形。③聚苯板粉化。由于長時(shí)間存放在陽光下，致其表面粉化，與抹面砂漿黏結(jié)時(shí)不能很好地結(jié)合，隨后會(huì)發(fā)生保溫層脫落、砂漿開裂等問題。④熱熔縮。在高溫作用下，聚苯板產(chǎn)生熱熔縮，與其他材料層產(chǎn)生不同的膠變形量，且該現(xiàn)象不可逆，從而使外墻保溫系統(tǒng)出現(xiàn)裂縫或空鼓。

2.2.2 由其他層材料造成的開裂。

2.2.2.1 膠粘劑沒有達(dá)到墻體保溫技術(shù)的質(zhì)量要求。膠粘劑的黏結(jié)力應(yīng)適中，不宜過大也不宜過小。過小會(huì)使EPS板黏結(jié)不牢固，引發(fā)墻體開裂；過大會(huì)使收縮變形大，將EPS板拉裂。

2.2.2.2 抹面砂漿與聚苯板的導(dǎo)熱系數(shù)相差過大。當(dāng)晝夜溫差過大或季節(jié)溫差較大時(shí)，容易導(dǎo)致抹面砂漿層產(chǎn)生裂縫。

2.2.2.3 抹面砂漿需要有一定的柔韌性，應(yīng)選擇具有較高的斷裂強(qiáng)力、耐堿強(qiáng)力保留率，較小的斷裂應(yīng)變特性的耐堿玻纖網(wǎng)格布。兩者相互配合，有效分散體系長時(shí)間變形產(chǎn)生的應(yīng)力，從而提高抗裂性。

2.3 施工存在的不足

2.3.1 施工環(huán)境條件。依據(jù)施工規(guī)范，外墻外保溫施工需進(jìn)行分層作業(yè)，盡量避開極端天氣和氣候，避開雨天施工，施工環(huán)境溫度不應(yīng)低于5℃，風(fēng)力不大于5級(jí)。

2.3.2 基層處理。首先進(jìn)行表面清理，去除浮灰、油污、脫模劑等附著物，平整凸起、空鼓、疏散等部位，填塞密實(shí)預(yù)留的孔洞。基層平整度應(yīng)在容許偏差內(nèi)，若偏差過大，可用聚合物砂漿進(jìn)行打磨找平。基層表面含水量應(yīng)在一定范圍內(nèi)，不能太干燥或太潮濕，太干燥不利于粘貼保溫板，太潮濕會(huì)引起膠漿流掛，從而導(dǎo)致保溫層空鼓、虛貼。外保溫工程需在通過墻面基層施工質(zhì)量檢查后，方可實(shí)施。

2.3.3 聚苯板相接處理。采用順砌的方式，豎縫應(yīng)逐行錯(cuò)開，通縫不可存在于相鄰板之間，當(dāng)板縫處于墻角處，應(yīng)交錯(cuò)互鎖，在門窗洞口周圍，聚苯板不得拼接。板拼接必需嚴(yán)密，若板間縫大于2mm，可用EPS板條填實(shí)，千萬不可用膠粘劑填塞縫隙，填充的EPS保溫板也不需要涂膠粘劑[7]。

2.3.4 防護(hù)層的施工。耐堿玻纖網(wǎng)格布和抹面砂漿組成了外墻保溫系統(tǒng)的防護(hù)層。網(wǎng)格布的搭接寬度不能少于50mm，必須將邊沿嵌于抹面砂漿中，并使用兩道抹面法確保網(wǎng)格布的定位。水泥砂漿強(qiáng)度高，收縮大，柔韌性不足，不可直接用于外墻保溫系統(tǒng)抹面，抹面砂漿保護(hù)層厚度應(yīng)控制在5mm以內(nèi)，不宜太厚。

2.3.5 原材料堆放處理。自然條件下，聚苯板的粉化速度為每年1～1.5mm，粉化后對抹面砂漿的黏結(jié)有很大影響。工地上的聚苯板不能露天隨意堆放，首先要注意防潮，板表面水膜會(huì)大大減低板與砂漿之間的黏結(jié)能力，也會(huì)引發(fā)砂漿的質(zhì)量問題。其次，聚苯板易受擠壓，應(yīng)整齊堆放，不可使板材彎曲，導(dǎo)致上墻翹起變形，促使外墻保溫系統(tǒng)產(chǎn)生裂縫。

3 EPS薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)質(zhì)量控制措施

可從材料、設(shè)計(jì)、施工3個(gè)方面入手，具體由以下幾個(gè)方面展開：

建立健全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。外墻外保溫是一種新興的保溫技術(shù)，所涉及的規(guī)范并不是很多，目前缺少與之相應(yīng)的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)及裂縫判斷準(zhǔn)則。又于整個(gè)建筑物的主體結(jié)構(gòu)、建筑物防水等有著密切的聯(lián)系，它的重要性不言而喻，應(yīng)盡快規(guī)范墻體保溫這一先進(jìn)節(jié)能技術(shù)，迅速提高該行業(yè)的整體水平。

在嚴(yán)格施工基礎(chǔ)上，加強(qiáng)材料監(jiān)管，合理堆放材料。保障工程質(zhì)量的前提是保障材料質(zhì)量，市面上外墻保溫材料質(zhì)量參差不齊，在加強(qiáng)市場監(jiān)督查處力度下，進(jìn)場材料必須進(jìn)行抽樣送檢，嚴(yán)禁將復(fù)檢不合格的材料用于工程。EPS薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)中，如EPS板的容重和養(yǎng)護(hù)時(shí)間必須滿足規(guī)范要求，耐堿玻纖網(wǎng)格布的耐堿性能需要滿足要求等，對于進(jìn)場的EPS板、抹面砂漿、耐堿玻纖網(wǎng)格布等材料進(jìn)行覆蓋保護(hù)，做到防潮、防水、防曬。

強(qiáng)化工程質(zhì)量監(jiān)督，規(guī)范工程質(zhì)量。在施工之前，應(yīng)對施工人員進(jìn)行崗位培訓(xùn)、技術(shù)指導(dǎo)，在施工期間進(jìn)行定期監(jiān)督。對于隱蔽工程，每一步驗(yàn)收通過后方可進(jìn)行下一步施工。

4 結(jié)束語

本文通過對EPS薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)的保溫性能分析和裂縫分析，提出了加強(qiáng)EPS薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)質(zhì)量控制的具體措施。EPS保溫板必定具有更大的發(fā)展空間，對加快推行建筑工程節(jié)能，貫徹落實(shí)可持續(xù)發(fā)展具有重大的意義。